Устройство для измерения и регистрации сейсмоакустической эмиссии напряженных горных пород Советский патент 1986 года по МПК G01V1/24 

112

Изобретение относится к сенсмо- акустическому контролю напряженности горных пород и предназначенному для исследования природы сейсмйакустичес кой эмиссии горного массива с целью прогнозирования динамических проявлений горного давления.

Цель изобретения - увеличение достоверности измерений путем повышения помехоустойчивости устройства. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит геофон 1, предварительный услитель 2, линию 3 связи, схему 4 подавления синфазной помехи, фильтр 5, усилитель 6 с переменным коэффициентом усиления, первый компаратор 7, схему 8 памяти, второй компаратор 9, схему 10 выделения помехи, схему 11 установки периода измерений, схему 12 сравнения длительности импульсов, счетчик 13 импульсов, первую схему 14 сов-, падения, промежуточный счетчик 15, вторую- схему 16 совпадения, блок 17 индикации и записи и блок 18 управления .

Устройство работает следующим образом.

Сейсмоакустические импульсы преобразования геофоном 1 в электрические сигналы усиливаются предварительным усилителем 2 и по кабельной линии 3 связи передаются на вход схемьт 4 подавления синфазной помехи предназначенной для компенсации электрических наводок на длинную линию 3 связи. При этом электрический сигнал поступает на вход частотного фильтра 5, а затем на усилитель 6 с перененным коэффициентом усиления (0,5,10,15,20 дБ), который обеспечивает необходимый уровень сигшша на входах компараторов 7 и 9. Порог срабатывания первого компаратора 7 изменяется дискретно (например, от 100 до 250 мВ с шагом 50 мВ), Наличие такого компаратора позволяет при дальнейшем анализе на схеме 14 логического совпадения учитывать сейсмо- акустические импульсы, амплитуда которых превышает заданный порог срабатывания компаратора 7. Информация с выхода этого компаратора записывается в схему 8 памяти. Одновременно с выхода усилителя 6 сигналы поступают на второй компаратор 9 с фиксированным порогом срабатывания,

0662

ра)зным минимальному порогу сраба1ты- вания компаратора 7.

В случае прихода сиг нала, амплитуда огибающей которого превышает о5 рог срабатывания компаратора 9, выходе последнего вырабатывается пачка прямоугольных импульсов, равная длительности сейсмоакустического импульса по уровню, равному порогу

0 срабатывания компаратора 9.. Первым прямоугольным импульсом сигнала происходит запуск схемы 1I установки периода измерения и вырабатывается импульс по длительности, равный за5 данному периоду измерения (например, 64, 128 или 256 м-сек). Через период времени, равный максимальной длительности сейсмоакустического импульса (например 32 ), схемой

20 12 сравнения длительности импульса

производится анализ длительности сейсмоакустического импульса. Счетчик 13 импульсов подсчитывает количество сейсмоакустических импульсов за

25 заданной схемой 11 установки периода измерения интервал времени.

Выходы схем 8, 11, 12 и 13 подключены к схеме. 14 логического совпа- |з,ения. Регистрация сейсмоакустичес30 ких импульсов САИ промежуточным счетчиком 15 информации происходит только при выполнении следующих условий: длительность сейсмоакустических импульсов не превышает заданную (на35 пример, 32 ), количество САИ не превышает одного за данный период измерения, амплитуда огибающей САИ больше установленного периода срабатывания компаратора 7.

40 По окончании периода измерения схемой 11 установки периода измерения генерируется короткий импульс опроса, по которому происходит запись в счетчик 15 и затем вырабаты45 вается короткий (длительностью 20 мкс) импульс сброса, устанавли- ваюш,ий все схемы блока в исходное

состояние до анализа следующего сейс- моакустического импульса.

5 Информация, записанная в промежуточный счетчик 15, через каждую минуту по команде блока 18 управлений выводится в блок 17 индикации и записи информации.

5 Схема 10 выделения помех представ ляет собой счетчик числа сейсмоакустических импульсов за время, рав-. ное 1 с.

3

Повышение помехоустойчивости измерений импульсов сейсмоакустической эмиссии достигается путем применения двух компараторов, когда на устройство воздействуют акустические помехи от работающего перфоратора с амплитудой огибающей принимаемого сигнала, близкой к уровню порога срабатывания первого компаратора 7. Работа компаратора в данном случае нестабильна, а так как компаратор производит начальный запуск основных схем измерения, то возникает погрешность от регистрации ложных импульсов. С применением второго компаратора с более высоким порогом срабатывания данная погрешность устраняется тем, что регистрация информации возможна только в случае превышения амплитуды огибающей импульсов порога срабатывания второго компаратора, при этом первый компаратор уже работает стабильно и, следовательно, запуск схем измерения происходит без сбоев, вызывающих погрешность.

В случае прихода сейсмоакустичес- ких импульсов с амплитудой огибающей, приблизительно равной порогу срабатывания компаратора 9, и приводящих к его нестабильной работе, компаратор 7 не срабатывает (порог срабатывания выше) и закрепляет (с помощью схемы 14 совпадения) подсчет этого импульса промежуточным счетчиком 15. При этом данный импульс не учитывается.

В случае прихода сейсмоакустичес кого импульса с амплитудой огибающей, превышающей порог срабатывани компаратора 7 (компаратора 9, а еле довательно, и схемы совпадения) на вход схемы совпадения с выхода схе- мы 8 памяти подается сигнал, разрешающий подсчет данного импульса.

Составитель И.Маслов Редактор О.Головач Техред 0„Сопко Корректор А.Обручар

,в..- .-. - - «--Чв«-- - Т-Г « - .- «-- - -

Заказ 2764/46 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3;Ю664

Формула изобретения

Устройство для измерения и регистрации сейсмоакустической эмиссии на- 5 пряженных горных пород, содержащее последовательно соединенные геофон, предварительный усилитель, линию . связи, фильтр, усилитель, а также счетчик, блок индикации и записи с 10 подключенным к ним блоком управления, отличающееся тем, что, с целью увеличения достоверности измерений путем повышения помехоустойчивости, устройство дополнительно 15 снабжено двумя компараторами, схемами памяти, выделения помехи, установки периода измерений, сравнения длительности импульсов, двумя схемами совпадения, при этом выход первого 20 компаратора соединен с входом схемы памяти, а выход второго компаратора с входом схемы выделения помехи и через схемы установки периода измерений, сравнения длительности им- 5 пульсов и счетчик импульсов подключен к трем входам первой совпадения , при этом второй выход схемы установки периода измерений соединен с вторым входом схемы выделения по- 0 мехи, а третий выход установки периода измерений параллельно подключен к вторым входам схемы срав- нешдя длительности импульсов и счетчика импульсов, четвертый вход пер- c вой схемы совпадения соединен с выходом схемы памяти, а выход подключен через промежуточный счетчик к первому входу второй схемы совпадения , второй вход второй схемы сов- Q падения соединен с выходом схемы выделения помехи, а выход второй схемы совпадения подключен к блоку индикации и записи, к вторым входам промежуточного счетчика и блока инди- 5 кации записи подключен блок управления.

Изобретение позволяет повысить помехоустойчивость и достоверность результатов измерений за счет селекции акустических помех по длит.ель- ности импульсов, для чего устройство снабжено вторым компаратором с более высоким уровнем срабатывания, опре- деляе1 ым минимальной величиной полезного сигнала, по сравнению с этой же величиной у первого компаратора 7, . связанного со счетчиком импульсов схемы измерения 13 и счетчиком информации 15. Подсчет акустических импульсов возможен лишь при .превышении -сигналом уровня срабатывания второго компаратора 9, несмо.тря на возможные ложные запуски счетчика импульсов 13 и счетчика информации 15 при превышении уровня срабатывания первого компаратора 7 акустическими помехами. 1 ил. а СО to оо со о О) о